1、第二节 醛 羧酸 酯,三年30考 高考指数: 1.了解醛、羧酸、酯类的典型代表物的组成、结构、性质。 2.了解不同类型化合物的相互联系。 3.了解醛、羧酸、酯类对环境、健康产生的影响、关注有机化合物的安全使用问题。,一、醛 1.醛:由_而构成的化合物。结构通式可简写为_ 2.饱和一元醛分子的通式为_,烃基或氢原子与醛基相连,RCHO,CnH2nO(n1),3.甲醛、乙醛的分子组成和结构,CH2O,HCHO,C2H4O,CH3CHO,CHO,4.甲醛、乙醛的物理性质,5.醛的化学性质 醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为: 醇 醛 羧酸如乙醛的主要化学方程式,氧化 还原,CH3CHO
2、+2Ag(NH3)2OH,CH3COONH4+3NH3+2Ag+H2O,CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH,CH3COONa+Cu2O+3H2O,2CH3CHO+O2 2CH3COOH,6.在生产、生活中的作用和影响 (1)醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。 (2)35%40%甲醛水溶液称为_，具有杀菌消毒作用和防腐性能，常用作农药和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。 (3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。,福尔马林,二、羧酸 1.羧酸:由_相连构成的有机化合物。结构通式可简写为_ 2.饱和一元羧酸分子的通式为_,烃
3、基或氢原子与羧基,RCOOH,CnH2nO2(n1),3.甲酸和乙酸的分子组成和结构,CH2O2,HCOOH,CHO 、,COOH,C2H4O2,CH3COOH,COOH,4.羧酸的物理性质 (1)乙酸: 气味:强烈刺激性气味； 状态:液体； 溶解性:易溶于水和乙醇。 (2)低级饱和一元羧酸： 一般易溶于水，且溶解度随碳原子数的增加而_。,降低,5.羧酸的化学性质 羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：(1)酸的通性。 乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液里的电离方程式为:_。,CH3COOH H+CH3COO-,(2)酯化反应。 CH3COOH和CH3CH218OH发生酯化反应
4、的化学方程式为: _,CH3COOH+CH3CH218OH CH3CO18OCH2CH3+H2O,6.羧酸在生产、生活中的作用 (1)乙酸(俗称醋酸)是醋的成分之一。 (2)许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质，许多动植物体内含有有机酸。 (3)羧酸还是重要的有机化工原料。,三、酯 1.酯:羧酸分子羧基中的_被_取代后的产物。可简写为：_,官能团为_。,OH,OR,RCOOR,2.酯的性质 (1)低级酯的物理性质。,小,(2)化学性质(水解反应)。 反应原理：,实例： 如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为： _， _。,CH3COOC2H5+H2O
5、CH3COOH+C2H5OH,CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH,3.酯在生产、生活中的作用 (1)日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。 (2)酯还是重要的化工原料。,1.利用酸性高锰酸钾溶液和溴水均能鉴别乙醛和乙酸。( ) 【分析】乙醛中的醛基有很强的还原性，能被酸性高锰酸钾溶液和溴水所氧化，乙酸与酸性高锰酸钾溶液和溴水均不发生反应。 2.羧酸因易电离出H+而显酸性，所以易与醇发生酯化反应。 ( ) 【分析】羧酸发生酯化反应是羟基被烷氧基取代，是取代反应，与羧酸的酸性无关。,3.甲酸能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。 ( ) 【分析】甲酸
6、含有醛基，具有醛的性质，所以能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。 4.醛基、羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。 ( ) 【分析】氢气可以与醛基、酮羰基中的碳氧双键加成，不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成。,5.酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。( ) 【分析】酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代，或醇中的羟基氢原子被酰基取代，酯的水解是酯化反应的逆反应，故也属于取代反应。,醛基的检验 1.银镜反应 (1)反应原理“一水二银三氨羧酸铵”。 CH3CHO+2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+3NH3+2Ag+H2O (2)实验现象：产生光亮的银镜。 (3)量的关系：
7、RCHO2Ag、HCHO4Ag。,(4)注意事项“氨水量宜试管净，水浴温热出银镜”。 试管内壁须洁净； 银氨溶液要随用随配,不可久置； 用水浴加热,不可用酒精灯直接加热； 醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴； 银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去。,2.与新制氢氧化铜悬浊液反应 (1)反应原理： CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O。 (2)实验现象：产生红色沉淀。 (3)量的关系：RCHO2Cu(OH)2Cu2O HCHO4Cu(OH)22Cu2O。 (4)注意事项： 新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置； 配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必
8、须过量； 反应液必须直接加热煮沸。,【高考警示钟】 (1)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。 (2)能发生银镜反应(或与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀)的物质一定含有醛基，但不一定是醛类，可能是醛，也可能是甲酸、甲酸形成的盐、甲酸形成的酯、葡萄糖、麦芽糖等。,【典例1】柠檬醛是一种用于合成香料的工业原料。现已知柠 檬醛的结构简式为：(CH3)2CCHCH2CH2C(CH3)CHCHO。 请回答下列问题： (1)欲检验该分子中的醛基可用银镜反应或与新制氢氧化铜悬 浊液反应，若检验其中的碳碳双键，则应选用的试剂为_。 A.银氨溶液 B.稀溴水 C.FeCl3溶
9、液 D.NaOH溶液,(2)为了检验柠檬醛分子结构中的醛基，某同学设计了以下实验： A.在试管中先注入少量NaOH溶液，振荡，加热煮沸之后把NaOH溶液倒去，再用蒸馏水洗净试管。 B.在洗净的试管里配制银氨溶液。 C.向银氨溶液中滴入34滴柠檬醛稀溶液。 D.加热。,请回答下列问题： 步骤A中加NaOH溶液，振荡，加热煮沸的目的是_。 步骤D应选择的加热方法是_(填下列装置编号)，理由是_。写出柠檬醛发生银镜反应的化学方程式：_。,(3)另一名同学设计了另外一个实验进行检验：取1 mol/L CuSO4溶液和2 mol/L NaOH溶液各1 mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5
10、mL柠檬醛稀溶液，加热煮沸后无红色沉淀出现。该同学实验失败的原因可能是_(选填序号)。 加入的柠檬醛过多 加入的柠檬醛太少 加入CuSO4溶液的量过多 加入NaOH溶液的量过多,【解题指南】解答本题要注意以下三点： (1)碳碳双键和醛基都能被溴水和酸性KMnO4溶液氧化； (2)检验醛基时溶液要呈碱性； (3)进行银镜反应时注意不能加强热，不能震动。,【解析】(1)因为柠檬醛中含有醛基，故检验碳碳双键时不能只选用溴水。醛基也能被溴水氧化而使溴水褪色，所以直接加入溴水检验碳碳双键不能得出正确结论。而应先用银氨溶液将醛基氧化后再检验碳碳双键。 (2)银镜反应成功的关键之一是试管必须洁净，试管中先加
11、入少量的氢氧化钠溶液，振荡，加热煮沸，目的就是保证试管的洁净。加热时试管抖动或试管中液体沸腾都将影响银镜的生成，所以应当选用乙装置，水浴加热。 (3)醛基与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时必须在碱性条件下，实验中加入CuSO4溶液的量过多。,答案：(1)A、B (2)除去试管内的油污 乙 加热时试管抖动或试管中的液体沸腾都会影响银镜的产生 (CH3)2CCHCH2CH2C(CH3)CHCHO+2Ag(NH3)2OH (CH3)2CCHCH2CH2C(CH3)CHCOONH4+2Ag+3NH3+H2O (3),【互动探究】(1)1 mol柠檬醛最多可以与多少摩尔氢气加成？ 提示：一个柠檬醛分子中
12、含有两个碳碳双键和一个醛基， 1 mol柠檬醛最多可以与3 mol氢气加成。 (2)若使柠檬醛转化为饱和一元醛，应通过哪些反应？ 提示：首先使柠檬醛与H2发生加成反应转化成饱和一元醇，然后再使醇发生氧化反应生成醛。,酯化反应的类型 1.有关酯的反应中物质的量的关系 (1)酯化反应中，生成的酯基个数等于生成的水分子个数； (2)酯水解时，水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。,2.酯化反应汇总 (1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如： CH3COOH+HOC2H5 CH3COOC2H5+H2O (2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如：(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：,浓硫酸,(4)多
13、元羧酸与多元醇之间的酯化反应 此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如：,(5)羟基酸自身的酯化反应 此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如：,【高考警示钟】 (1)发生酯化反应时羧酸脱去的是羟基，醇脱去的是羟基氢原子，解题时要注意断键部位。 (2)酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。 (3)羟基酸分子之间发生酯化反应时，可生成链状酯，也可生成环酯，解题时要看清题意。,【典例2】下列是有机化合物A的转化过程：(1)若D在一定条件下可以氧化为B,则A的结构简式为_； A水解的化学方程式为：_。,(2)若有X、Y两物质与A是同类物质的同分异构体,也能发生上述转化。
14、若B能发生银镜反应,C不能发生消去反应,则X的结构简式 为：_； 若B、D均不能发生银镜反应,则Y可能的结构简式 有_。,(3)若Z与A为不同类别的同分异构体,并且具有下列性质： Z不能与NaHCO3溶液反应； Z不能使溴水褪色； 1 mol Z与足量金属钠反应可以生成1 mol H2； Z光照条件下与氯气取代所得一氯取代产物只有两种(不考虑立体异构现象)。则Z的结构简式为_。,【解题指南】解答本题时要注意以下四点： (1)D可氧化生成B，说明B、D碳原子数相同； (2)若B能发生银镜反应，则B一定是甲酸； (3)若B、D均不发生银镜反应，则D为酮； (4)由A的分子式和Z的条件知Z分子中含有
15、一个环。,【解析】(1)“D在一定条件下可以氧化为B”，结合C转化为D的反应条件及整个转化流程可知：A、B、C、D分别为酯、羧酸、醇、醛，A中只有两个氧原子，说明A中只有一个酯基，“D在一定条件下可以氧化为B”说明B、D所含碳原子数相同，且所含碳原子数之和等于A中碳原子数(即6)，所以B、D分子中所含碳原子数均为3，则C为CH3CH2CH2OH，D为CH3CH2CHO，B为CH3CH2COOH，A为CH3CH2COOCH2CH2CH3；,(2)B为酸，B能发生银镜反应,说明B为甲酸，C应为不能发生消去反应的含5个碳原子的醇(CH3)3CCH2OH； 若B、D均不能发生银镜反应,则B为不是甲酸的
16、饱和一元羧酸，C为能催化氧化为酮的醇，且B、C分子中所含碳原子数之和为6，根据以上分析即可得出Y可能的结构简式；,(3)“Z不能与NaHCO3溶液反应”说明Z中没有羧基，“Z不能使溴水褪色，1 mol Z与足量金属钠反应可以生成1 mol H2”说明Z中没有碳碳双键，且有两个羟基，结合A的分子式，Z中应有一个环，又因Z的一氯取代产物只有两种，所以Z的结构 应为： 。,答案：(1)CH3CH2COOCH2CH2CH3(2)HCOOCH2C(CH3)3 CH3COOCH(CH3)C2H5 或CH3CH2COOCH(CH3)2 (3),【技巧点拨】羧酸、醇和对应酯的组成的分析 (1)饱和一元脂肪醇与
17、饱和一元脂肪酸形成的酯： 酸分子和醇分子中的碳原子数之和等于酯分子中碳原子数； 酸分子和醇分子中的氢原子数之和比酯分子中氢原子数多2； 酸分子和醇分子中的氧原子数之和比酯分子中氧原子数多1。 (2)饱和一元脂肪醇比饱和一元脂肪酸多一个碳原子时，它们 的相对分子质量相等。,【变式训练】由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对于感染的H5N1亚型禽流感家禽活体具有100%的治愈率。根据下面金丝桃素的结构简式回答下列问题：(1)金丝桃素能在NaOH水溶液中加热反应得A和B，B为芳香族化合物，则B的结构简式为_，该反应属于_反应。,(2)室温下，B用稀盐酸酸化得C，下列物质中不能和C发生反应的是_(填
18、序号)。 浓硫酸和HNO3的混合液 H2(催化剂加热) CH3CH2CH2CH3 Na O2(催化剂) Na2CO3溶液 (3)写出两分子C与浓硫酸共热，生成八元环状物的化学方程式：_。,【解析】(1)金丝桃素分子结构中含有酯基，在NaOH水溶液中 加热，酯基发生水解得到酸和醇，碱性条件下酸变成钠盐， 又B为芳香族化合物，所以B的结构简式为(2)B用稀盐酸酸化得C，故C为 ，含有 羧基和羟基，只有CH3CH2CH2CH3不能与C反应。,(3),答案：(1) 水解(或取代) (2)(3),【变式备选】由乙烯和其他无机原料合成环状化合物。其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略)请分析后回答下列问
19、题：,(1)写出下列反应的反应类型： _、_； (2)D物质中的官能团名称为_； (3)物质X与A互为同分异构体，则X的结构简式为_； (4)AB的反应条件为_； (5)写出下列转化的化学方程式： CD_； B+DE_。,【解析】依据转化流程可推知B、C、D分别为醇、醛、羧酸，结合乙烯和E的结构可推知A为CH2BrCH2Br，B为CH2OHCH2OH， C为OHCCHO，D为HOOCCOOH。 答案：(1)加成反应 取代反应(或酯化反应) (2)羧基 (3)CH3CHBr2 (4)氢氧化钠水溶液，加热 (5),【拓展延伸】乙酸乙酯的制备 1.实验原理 CH3COOH+CH3CH2OH CH3C
20、OOCH2CH3+H2O 2.反应特点,浓硫酸,3.实验装置,4.反应的条件及其意义 (1)加热,主要目的是提高反应速率；其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。 (2)以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。 (3)以浓硫酸作吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。,5.实验需注意的问题 (1)加入试剂的顺序为C2H5OH浓硫酸CH3COOH。 (2)用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯,一方面除去蒸发出来的CH3COOH、溶解蒸发出来的乙醇；另一方面降低乙酸乙酯的溶解度,有利于酯的分离。 (3)导管不能插入到饱和Na2CO3溶液中,以防止倒吸。 (4)
21、加热时要用小火均匀加热,防止乙醇和乙酸大量挥发,液体剧烈沸腾。,(5)装置中的长导管起导气和冷凝作用。 (6)充分振荡试管,然后静置,待液体分层后,分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。 (7)加入碎瓷片,防止暴沸。,6.提高产率采取的措施(该反应为可逆反应) (1)用浓硫酸吸水,使平衡向正反应方向移动。 (2)加热将酯蒸出。 (3)可适当增加乙醇的量,并有冷凝回流装置。,1.下列说法错误的是( ) A.乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分 B.乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高 C.乙醇和乙酸都能发生氧化反应 D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应，酯化反应和皂化反应互为逆反应,【解析】选
22、D。A项，料酒中含有乙醇，醋中含有乙酸，A项正确；B项，通常情况下，乙醇和乙酸为液态，乙烷和乙烯为气态，所以乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高，B项正确；C项，乙醇能氧化为乙醛、乙酸，乙酸可进一步氧化为二氧化碳，C项正确；D项，酯化反应和酯的水解反应是可逆过程，酯化反应不是皂化反应的逆反应，D项错误。,2.下列关于醛、羧酸、酯的叙述中正确的是( ) A.通常情况下，甲醛和乙醛均为液体 B.甲醛有毒 C.乙酸酸性较弱,不能使石蕊试液变红 D.酯在酸性条件下比在碱性条件下水解程度大 【解析】选B。A项，通常情况下，甲醛为气体，A项错误；甲醛有毒，B项正确；C项，乙酸酸性虽然较弱,但
23、可使石蕊试液变红，C项错误；D项，碱能中和酯水解产生的酸，碱性条件下酯水解程度大，D项错误。,3.下列关于烃的衍生物的说法中正确的是( ) A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上 B.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛 C.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇 D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等,【解析】选C。A项，乙醛的结构简式为：CH3CHO，其中甲基的四个原子不可能在同一平面上，A项错误；B项，分子中含有醛基的有机物都能发生银镜反应,但含有醛基的物质不一定都是醛,如甲酸及其盐、甲酸形成的酯、葡萄糖、麦芽糖等,这些物质不是醛类，B项错误；C项，CHO在一定条件下既可被氧化
24、为COOH,也可被还原为CH2OH，C项正确；D项，由于乙醛与乙醇含有相同的C、O原子数,但乙醇分子中氢原子多,因而完全燃烧等物质的量的乙醇和乙醛,乙醇消耗氧气的质量比乙醛的多，D项错误。,4.下列有关银镜反应实验的说法正确的是( ) A.试管先用热烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤 B.向2%的稀氨水中滴入2%的硝酸银溶液，配得银氨溶液 C.可采用水浴加热，也能直接加热 D.可用浓盐酸洗去银镜,【解析】选A。银镜反应实验成功与否与试管是否洁净有很大关系，先用碱液洗涤试管，主要是除去油污，A项说法正确；配制银氨溶液，是将2%的氨水逐滴加到2%的硝酸银溶液中且边滴边振荡，直到最初产生的沉淀恰好溶解为
25、止，B项说法错误；银镜反应实验一定是水浴加热，C项说法错误；盐酸不能洗去银镜，应用稀硝酸洗涤，D项说法错误。,5.下列说法正确的是( ) A.酸和醇发生的反应一定是酯化反应 B.酯化反应中一般是羧酸脱去羧基中的羟基,醇脱去羟基上的氢原子 C.浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用 D.欲使酯化反应生成的酯分离并提纯,可以将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面下,再用分液漏斗分离,【解析】选B。A项，酸和醇发生的反应不一定是酯化反应，如乙醇与氢溴酸在加热条件下发生取代反应生成溴乙烷和水，A项错误；酯化反应中一般是羧酸脱去羧基中的羟基,醇脱去羟基上的氢原子，B项正确；C项，浓硫酸在酯化反应中起催化剂和
26、吸水剂的作用，C项错误；D项，酯化反应不能将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面下,会发生倒吸，D项错误。,6.(2012淮南模拟)下列有机物与水的混合物可以用分液漏斗进行分离的是( ) A.酒精 B.乙醛 C.丙酸 D.乙酸乙酯 【解析】选D。互不相溶的液体可以用分液漏斗进行分离，四种物质中只有乙酸乙酯不溶于水。,7.某有机物A由C、H、O三种元素组成，在一定条件下，由A可以转化为有机物B、C和D、E；C又可以转化为B、A。它们的转化关系如下：已知D的蒸气密度是氢气的22倍，且可以发生银镜反应。,(1)写出A、B、C、D、E、F的结构简式和名称； A_ _ B_ _ C_ _ D_ _ E_ _ F_ _,(2)写出实现 、 转化的化学方程式，并在括号中注明反应类型。 _( ) _( ),【解析】“D的蒸气密度是氢气的22倍，并可以发生银镜反应”可知D为乙醛，根据流程图和反应条件，可推断相关物质分别是：A为乙醇，B为乙烯，C为溴乙烷，E为乙酸，F为乙酸乙酯。,答案：(1)CH3CH2OH 乙醇 CH2CH2 乙烯 CH3CH2Br 溴乙烷 CH3CHO 乙醛 CH3COOH 乙酸 CH3COOCH2CH3 乙酸乙酯(2)CH3CH2OH CH2CH2+H2O 消去反应 2CH3CHO+O2 2CH3COOH 氧化反应,
